基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法技术

申请涉及基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法，涉及计算机辅助设计的领域，其步骤一，确定计算依据；步骤二，在

【技术实现步骤摘要】
基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法


[0001]本申请涉及计算机辅助设计的领域，尤其是涉及基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法
。

技术介绍

[0002]除尘器是用于收集粉尘的环保设备，广泛用于火电厂
、
水泥厂
、
钢铁厂等处，工业除尘器一般会配套设置大型灰斗储存
。
除尘器的灰斗脱落或变形会引发除尘器安全事故，如灰斗被积灰压垮的事故，因此灰斗的结构强度校核就显得非常重要
。
[0003]相关技术中，灰斗设计较多采用简化了的计算模型，如将较为复杂的空间载荷简化成一维的拉力和弯矩，但类似的简化会造成一定的计算误差，即使能保证设备安全，却难以获得最优化的结果
。
[0004]基于上述相关技术，专利技术人设计了一种能够更接近真实工况的大型除尘器灰斗强度校核方法
。

技术实现思路

[0005]为了强度校核时能够更接近大型除尘器灰斗的真实工况，本申请提供了一种基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法
,
对除尘器灰斗的应力和应变分析更接近真实工况，有助于获得更优化的灰斗结构
。
[0006]本申请提供的基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法采用如下的技术方案：基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法，包括：步骤一，确定计算依据；步骤二，在
Midas Gen
中建立除尘器灰斗模型；步骤三，确定荷载组合，除尘器的灰斗在运行条件下承受的荷载包括除尘器灰斗自身重量
G1
和除尘器灰斗内的积灰重量
M1
，荷载控制组合工况为
1.3
×
G1+1.5
×
M1
；步骤四，储灰载荷导算；步骤五，计算结果，利用
Midas Gen
软件生成结果进行强度校核
。
[0007]通过采用上述技术方案，采用
Midas Gen
有限元分析软件，考虑在结构自重和可变的积灰载荷下，对除尘器灰斗的应力和应变进行了分析，能够更接近真实工况；用该方法求解了除尘器灰斗工作条件下的应力应变分布，为鉴定校核分析提供了必需的数据，有助于获得更优化的灰斗结构
。
[0008]可选的，步骤一，确定计算依据，计算依据包括除尘器灰斗储灰容重
γ
、
计算系数和设计要求；储灰容重
γ
取
8KN/m
³
；计算系数包括设定工作温度下的高温折减系数
、
折减强度设计值和钢材的弹性模量折减系数；设计要求，根据灰斗设计安全要求，按照除尘器灰斗满储量的一定倍数
A
校核计算
。
[0009]通过采用上述技术方案，确定除尘器灰斗工作状态下的相关数据
、
系数以及安全
要求，以便强度校核结果更接近真实工况并贴合设计要求
。
[0010]可选的，除尘器灰斗包括灰斗本体
、
设置在灰斗本体外侧的加劲肋和设置在灰斗本体内侧的撑管；灰斗本体为搭理的四棱锥壳体，灰斗本体根据高度分为上灰斗和下灰斗两部分，加劲肋包括安装在上灰斗上的上横肋和上竖肋以及安装在下灰斗上的下横肋和下竖肋；步骤二，在
Midas Gen
中建立除尘器灰斗模型时，灰斗本体的壁板采用壳单元，加劲肋和撑杆采用梁单元，设定上灰斗的上横肋和上竖肋之间的连接均为铰接，下灰斗的下横肋和下竖肋之间的连接均为固接
。
[0011]可选的，步骤三，确定荷载组合，除尘器灰斗在运行条件下承受的载荷包括自身重量
G1
和储灰重
M1
，荷载控制组合工况为：
1.3
×
G1+1.5
×
A
×
M1。
[0012]可选的，步骤四，储灰载荷导算中，侧向压力系数：
K=tan2(45
‑
φ
/2)
，
φ
为内摩擦角；法向压力系数：
§
=cos2
α
+Ksin2
α
，
α
为除尘器灰斗与水平面的夹角；除尘器灰斗斜壁上储灰法向压力为：
Pn=
γ
×
h
x
ק
，
γ
为除尘器灰斗储灰容重；
h
x
=0.5V1/S
x
，
V1
为除尘器灰斗满灰容积，
S
x
为灰斗对应高度开口面积
。
[0013]可选的，步骤五，计算结果，结合步骤一到步骤四中的数据和公式，利用
Midas Gen
软件生成强度图形，对除尘器灰斗进行强度校核
。
[0014]可选的，步骤五中，对上横肋
、
上竖肋
、
撑杆
、
下横肋和灰斗本体分别生成强度图形进行强度校核
。
[0015]可选的，步骤五包括：
5.1
，对除尘器灰斗上横肋强度应力
、
稳定应力
、
变形的校核；
5.2
，对除尘器灰斗上竖肋强度应力
、
变形的校核；
5.3
，对除尘器灰斗内撑杆强度应力的校核；
5.4
，对下横肋强度应力
、
变形的校核；
5.5
，壁板强度应力
、
变形的校核
。
[0016]可选的，步骤二中，加劲肋在进行建模时，采用不等边工字形钢进行模拟
。
[0017]通过采用上述技术方案，考虑灰斗本体的壁板对加劲肋强度的贡献，令强度校核更接近实际工况
。
[0018]综上所述，本申请公开的一种基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法能够更接近真实工况，采用
Midas Gen
有限元分析软件，考虑在结构自重和可变的积灰载荷下，对除尘器灰斗的应力和应变进行了分析，用该方法求解了除尘器灰斗工作条件下的应力应变分布，为鉴定校核分析提供了必需的数据
。
保证设备安全，获得更优化的灰斗结构；
附图说明
图1是除尘器灰斗的整体结构示意图；图2是上横肋组合截面示意图；图3是除尘器灰斗斜壁储灰法向压力分布图；图4是上横肋应力云图；图5是上横肋强度应力比条形图；图6是上横肋稳定应力比条形图；图7是上横肋变形图；图8是上竖肋应力云图；图9是上竖肋变形图；
图
10
是撑杆强度应力云图；图
11
是下横肋应力云图；图
12
是下横肋变形图；图
13
是壁板强度应力云图一；图
14
是壁板强度应力云图二；图...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法，其特征在于：包括：步骤一，确定计算依据；步骤二，在
Midas Gen
中建立除尘器灰斗模型；步骤三，确定荷载组合，除尘器的灰斗在运行条件下承受的荷载包括除尘器灰斗自身重量
G1
和除尘器灰斗内的积灰重量
M1
，荷载控制组合工况为
1.3
×
G1+1.5
×
M1
；步骤四，储灰载荷导算；步骤五，计算结果，利用
Midas Gen
软件生成结果进行强度校核
。2.
根据权利要求1所述的基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法，其特征在于：步骤一，确定计算依据，计算依据包括除尘器灰斗储灰容重
γ
、
计算系数和设计要求；储灰容重
γ
取
8KN/m
³
；计算系数包括设定工作温度下的高温折减系数
、
折减强度设计值和钢材的弹性模量折减系数；设计要求，根据灰斗设计安全要求，按照除尘器灰斗满储量的一定倍数
A
校核计算
。3.
根据权利要求2所述的基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法，其特征在于：除尘器灰斗包括灰斗本体
(1)、
设置在灰斗本体
(1)
外侧的加劲肋
(2)
和设置在灰斗本体
(1)
内侧的撑管
(3)
；灰斗本体
(1)
为搭理的四棱锥壳体，灰斗本体
(1)
根据高度分为上灰斗和下灰斗两部分，加劲肋
(2)
包括安装在上灰斗上的上横肋
(21)
和上竖肋
(22)
以及安装在下灰斗上的下横肋
(23)
和下竖肋
(24)
；步骤二，在
Midas Gen
中建立除尘器灰斗模型时，灰斗本体
(1)
的壁板采用壳单元，加劲肋
(2)
和撑杆采用梁单元，设定上灰斗的上横肋
(21)
和上竖肋
(22)
之间的连接均为铰接，下灰斗的下横肋
(23)
和下竖肋
(24)
之间的连接均为固接
。4.
根据权利要求3所述的基于有限元方法的大型除尘器灰斗强度校核方法，其特征在于：步骤三，确定荷载组合，除尘器灰斗在运行条件下承受的载荷包括自身重量
G1
和储灰重
M1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱卫华，樊重光，余加坤，张雷明，李光新，朱星熙，
申请(专利权)人：通际质量检测上海有限公司，
类型：发明
国别省市：